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マイクロメンブレンデバイスによる高速気体分離

マイクロメンブレンデバイスによる高速気体分離
使用微膜装置进行高速气体分离
批准号：
13875149
负责人：
草壁 克己
金额：
$1.41万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2001 至 2002
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13875149/
关键词：
気体分離膜分離パラジウム電解析出リソグラフィー無機膜多孔体エッチング水素膜マイクロ電解

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
無機膜は、その透過速度を増大させるために薄膜化する必要があり、したがって、透過速度の大きな多孔質支持基材の表面に分離膜を被覆する方法がとられている。支持基材として広く用いられている多孔質α-アルミナは細孔径が100-200nmと大きく、表面の平滑性も十分ではない。したがって欠陥のない分離膜を作製することは困難であった。本研究では発想を逆転させ、分離膜を最初に被覆した後で支持基材を作製する方法として、銅板にPd薄膜を電解析出させた後、裏面にフォトリソグラフィーの手法でマイクロスリットパターンを形成し、この部分だけを電解エッチングして100ミクロンの貫通孔を開けることで、基材を多孔化する。このような手法を用いて膜厚が数ミクロンのパラジウム膜を作製した。電流密度20-30mA/cm^2で作製したパラジウム膜は平滑であったが、電流密度が5および50mA/cm^2では、柱状析出物がみられた。電解温度20℃、電流20-30mA/cm^2で作製したパラジウム膜の供給側に水素とアルゴンの混合気体、透過側にはスィープガスとして窒素を流して、透過側の濃度を測定したところ、水素が選択的に透過し、アルゴンは濃度測定に使用したガスクロの検出限界以下であった。このことから、本法で数ミクロンの膜厚の無欠陥膜を作製することが可能であった。しかしながら、供給側を加圧にして実験を行った場合には、膜の破損が起こることがわかった。膜の耐圧性を向上するためには、貫通孔のサイズを小さくする必要がある。
英文摘要
無機膜は、その透過速度を増大させるために薄膜化する必要があり、したがって、透過速度の大きな多孔質支持基材の表面に分離膜を被覆する方法がとられている。支持基材として広く用いられている多孔質α-アルミナは細孔径が100-200nmと大きく、表面の平滑性も十分ではない。したがって欠陥のない分離膜を作製することは困難であった。本研究では発想を逆転させ、分離膜を最初に被覆した後で支持基材を作製する方法として、銅板にPd薄膜を電解析出させた後、裏面にフォトリソグラフィーの手法でマイクロスリットパターンを形成し、この部分だけを電解エッチングして100ミクロンの貫通孔を開けることで、基材を多孔化する。このような手法を用いて膜厚が数ミクロンのパラジウム膜を作製した。電流密度20-30mA/cm^2で作製したパラジウム膜は平滑であったが、電流密度が5および50mA/cm^2では、柱状析出物がみられた。電解温度20℃、電流20-30mA/cm^2で作製したパラジウム膜の供給側に水素とアルゴンの混合気体、透過側にはスィープガスとして窒素を流して、透過側の濃度を測定したところ、水素が選択的に透過し、アルゴンは濃度測定に使用したガスクロの検出限界以下であった。このことから、本法で数ミクロンの膜厚の無欠陥膜を作製することが可能であった。しかしながら、供給側を加圧にして実験を行った場合には、膜の破損が起こることがわかった。膜の耐圧性を向上するためには、貫通孔のサイズを小さくする必要がある。
期刊论文(11)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
K.Kusakabe: "Preparation of Microchannel Palladium Membranes by Electrolysis"Microreaction Technology. 78-85 (2002)
K.Kusakabe：“电解制备微通道钯膜”微反应技术。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Katsuki Kusakabe: "Preparation of Microchannel Palladium Membranes by Electrolysis"Microreaction Technology. 70-77 (2002)
Katsuki Kusakabe：“电解制备微通道钯膜”微反应技术。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
草壁克己: "マイクロリアクターからマイクロ化学プラントへ"ケミカルエンジニアリング. 46(6). 454-459 (2001)
Katsumi Kusakabe：“从微反应器到微型化工厂”化学工程46（6）（2001）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
草壁克己: "マイクロ化学プラント実現のための化学工学"化学工学. 66(2). 54-57 (2002)
Katsumi Kusakabe：“实现微型化工厂的化学工程”化学工程66（2）（2002）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 7 条
    革新的二酸化炭素反応固定化貯留法の開発
    • 批准号：
      23K23128
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额：
      $1.58万
    • 财政年份：
      2024
    • 负责人：
      草壁 克己
    • 依托单位：
      Sojo University
    Development of Innovative Carbon Dioxide Storage Process by Fixation with Reaction
    • 批准号：
      22H01860
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额：
      $11.32万
    • 财政年份：
      2022
    • 负责人：
      草壁 克己
    • 依托单位：
      Sojo University
    テンプレート法による耐熱性球状単分散微粒子の創成
    • 批准号：
      19656211
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Exploratory Research
    • 资助金额：
      $2.11万
    • 财政年份：
      2007
    • 负责人：
      草壁 克己
    • 依托单位：
      Fukuoka Women's University
    マイクロリフォーマーのためのデジタル構造触媒の創生
    • 批准号：
      06F06161
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2006
    • 负责人：
      草壁 克己
    • 依托单位：
      Fukuoka Women's University
    海外基金